JP5348546B2 - 建造物メッキ膜厚測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属表面をメッキ処理して構成された送電線鉄塔等の建造物のメッキ膜厚を測定する方法に関する。

山型鋼または鋼管によって構成される送電線用鉄塔は、酸化による錆びによって経時的な強度低下が避けられないことから、防錆対策として金属表面に溶融亜鉛メッキ処理が施されている。しかしながら、このようなメッキ処理も、永久的な防錆対策ではなく、寿命があるため、メッキ腐食後に鉄塔を塗装する防錆対策が講じられている。

特に、鉄塔に施された溶融亜鉛メッキは、設置環境によって腐食速度が異なり、また、鉄塔塗装には多大な労力と費用を要することから、メッキ腐食後の防錆対策である鉄塔塗装を行う上で、塗装作業の平準化を図るために個々の鉄塔のメッキ腐食の実態を的確に把握し、中長期的な塗装計画を策定する必要がある。

このため、従来においては、下記する特許文献１等に示されるように、電磁膜厚計を用いて建造物に用いられるナットの残存メッキ量を定期的に測定する方法が採用されている。

特開２００７−２３９００７号公報

しかしながら、現行で行われているメッキ膜厚測定は、誤差が大きく、メッキ膜厚が実際よりも厚く計測される不都合がある。このため、実際の測定で得られた測定値が実態と異なり、測定値では良好な状態を示していても目視による外観点検では鉄地金の腐食が認められることもあった。

このような不都合は、本出願人の調査により、次の点に原因があるとの知見を得ている。
１．電磁膜厚計は、一定以上の面積を持つ金属板の膜厚を測定する場合は非常に精度よく測定可能であるが、小型で形状が複雑なものを測定する場合には、誤差が大きくなる。即ち、電磁膜厚計においては、測定部位が材料の端・角から６０ｍｍ程度離れていないと端・角の影響で磁束分布が不均一になり、測定面が小さいナットにおいてはメッキ膜厚が厚めに計測されてしまう。
２．また、メッキの腐食面は鋸歯状になっているが、電磁膜厚計のプローブはそれに比べて大きいため、測定できるのは鋸歯の頂部から鉄地金間の距離となり、有効膜厚よりも大きな値となる。
３．電磁膜厚計では、非磁性体である酸化生成物・水垢・花粉等の付着物は全てメッキ膜厚として測定されてしまう。
４．ナットのメッキ膜厚の測定においては、ナットの一点を決めて、その一点当たりの測定回数を３回程度としており、また、測定値の上限値を特に設定していないので、測定ミスによる過大な測定値が平均値を押し上げている。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、建造物のメッキ膜厚を適切に測定することで測定値と実態とのずれを無くし又は少なくし、塗装作業の平準化を図る上で適切な塗装計画を策定することが可能な建造物メッキ膜厚測定方法を提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明に係る建造物メッキ膜厚測定方法は、建造物に使用されるナットの測定面を研磨する下地処理工程と、前記ナットの測定面の所定部位に対して電磁膜厚計により所定回数の膜厚測定を行い、所定の上限値を超える測定値を除去して有効測定値を選別する有効測定値選別工程と、前記有効測定値選別工程で選別された有効測定値をナットのねじの呼び、及び、ナットの解体の有無に応じて補正する測定値補正工程と、前記測定値補正行程で補正された有効測定値の平均値を算出する測定値平均化処理工程とを具備することを特徴としている。

したがって、下地処理工程による測定面の研磨により、ナットの測定面に付着している酸化生成物・水垢・花粉等の付着物が除去され、また、メッキの腐食面の鋸歯の頂部が丸められるので、付着物の影響がなくなり、メッキ腐食面の有効膜厚が押し上げられる不都合がなくなる。また、その後の有効測定値選別工程により、所定回数の膜厚測定のうち、測定ミスによる所定の上限値を超える測定値が除去されるので、平均値が押し上げられる不都合が回避される。そして、測定値補正工程により、選別された有効測定値がナットのねじの呼び、及び、ナットの解体の有無に応じて補正されるので、測定値と実態とのずれが補正され、さらに、測定値平均化処理工程により、補正された有効測定値の平均値が算出されるので、測定面の平均的な膜厚状態が算出される。

ここで、測定値補正工程と測定値平均化処理工程との順序を逆にし、測定値平均化処理工程を前記有効測定値選別工程で選別された有効測定値に対する平均値を算出するものとし、測定値補正工程を前記測定値平均化処理工程で算出された平均値をナットのねじの呼び、及び、ナットの解体の有無に応じて補正するものとしてもよい。
また、ナットの測定面の所定部位は、ナット側面の中央部であることが好ましく、また、前記有効測定値選別工程は、工場試験値の平均に対して所定の偏差（３σ）より大きく設定された上限値を超える測定値を除去するようにしてもよい。

以上述べたように、本発明によれば、建造物に使用されるナットの測定面を研磨して測定面に付着した付着物を除去すると共に測定面を均し、その測定面に対して電磁膜厚計により所定回数の膜厚測定を行うと共に所定の上限値を超える測定値を除去し、残りの有効測定値をナットのねじの呼び、及び、ナットの解体の有無に応じて補正し、しかる後に、補正された測定値の平均値を算出するようにしたので、ナットの残存メッキ量（メッキ膜厚）を適切に測定することで測定値と実態とのずれを無くし又は少なくすることができ、塗装作業の平準化を図る上で適切な塗装計画を策定することが可能となる。

図１は、建造物のメッキ膜厚測定対象を説明する図であり、（ａ）は部材に取り付けられるボルトとナットを示す図であり、（ｂ）はナットを底面から見た図であり、（ｃ）はナットの斜視図である。 図２は、本発明に係る建造物のメッキ膜厚測定方法を説明するフローチャートである。 図３は、ナットの製作メーカの製品検査として実施したナット（Ｍ１６，Ｍ２０，Ｍ２４，Ｍ３０）のメッキ付着量（メッキ膜厚）の工場試験値と偏差の範囲を示す表である。 図４は、ナットのサイズ別の実際の上限値であり、 (ａ）はナットを解体してナット側面（暴露面）を測定する場合に用いる上限値を示し、（ｂ）は鉄塔に装着した状態でナット側面（暴露面）を測定する場合に用いる上限値を示し、（ｃ）はナットを解体してナット下面（非暴露面）を測定する場合に用いる上限値を示す。 図５は、ナットのサイズ別及びナットの解体の有無に応じて有効測定値を補正するための補正式を示す表である。 図６は、ナットの下地処理前の状態と下地処理後の状態を示す図である。

以下、この発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、メッキ膜厚を測定する方法として、電力会社が所有する建造物である鉄塔の場合について説明する。

図１において、鉄塔を構成する部材１を連結または固定するために用いられるボルト２及びナット３が示されている。メッキ膜厚の測定対象となるナット３は、一般的な六角柱をなす六角ナットであり、メートル並目ねじの外径（ねじの呼び：Ｍ）が１６ｍｍ（Ｍ１６）〜３０ｍｍ（Ｍ３０）のものである。ナット３の測定部位は、ナット３の６つの側面３ａのうち、任意の１側面の中央部とする。

ナット３の下面３ｂにおいても測定可能であるが、外周が六角形、内周が円形であるため、測定部位によって面形状が異なり、誤差が大きくなるため、原則として使用しないこととする。

ナット３のメッキ膜厚の測定は、メッキ腐食の実態を的確に把握し、測定部位周辺の平均的な状態を確認するために、図２に示す工程に基づき行われる。

先ず、測定対象となる鉄塔のボルト群の中から、目視によりメッキの劣化が進行していると思われるナット３を２個抽出し、それぞれのナット３の測定面となる側面３ａを決定し、そのナット３の測定面の付着物を除去すると共に測定面の凹凸を均す（工程Ｓ１）。 その手法としては、所定の研磨材（例えば、不織布に研磨砥粒を接着させたシート状のもの）を用いて、測定面となる側面３ａを研磨する下地処理を行う。ナット３の測定面の付着物を除去すると共にナット３のメッキ腐食面の先鋭部を丸めるために、粒度４００程度の研磨材を用いるとよい。

その後、電磁膜厚計のプローブを研磨した測定面の測定部位（側面３ａの中央）にあてて、測定部位を複数回（例えば５回）測定する（工程Ｓ２）。従来においては、３回程度の測定を行っていたが、測定ミスによる誤差が大きいとその測定値が後述するように除去されるし、測定誤差による平均値の押し上げをできるだけ緩和させるために、測定回数を５回程度に増やす。

また、この工程において、所定の上限値を超える測定値を排除して有効な測定値のみを選別する（残す）。測定値の上限値は、図３に示すナットの製作メーカの製品検査として実施したメッキ付着量（メッキ膜厚）の試験結果の標準偏差を正規分布とした場合のほぼ最大値（＋３σ）を基準とし、測定値は実際よりも厚めに測定されることから、これを加味した値を上限値として設定する。

具体的には、上限値が低めに設定されていると、付着ムラの影響を受けて除外される測定値が多くなることが予想されるので、メッキ以外の汚れや付着物と混同しない程度の上限値として設定する必要があり、例えば、ナットを解体してナット側面（暴露面）を測定する場合には、図４（ａ）に示されるように、いずれのナット３においても（ねじの呼びがＭ１６，Ｍ２０，Ｍ２２，Ｍ２４，Ｍ３０のナットに対して）、測定値の上限値を１００μｍに設定する。
また、鉄塔に装着した状態でナット側面（暴露面）を測定する場合には、図４（ｂ）に示されるように、ねじの呼びがＭ１６，Ｍ２０，Ｍ２２のナットに対しては、測定値の上限値を９０μｍとし、Ｍ２４、Ｍ３０のナットに対しては、上限値を１００μｍに設定する。

尚、ナットを解体してナット下面（非暴露面）を測定する場合には、図４（ｃ）に示されるように、ねじの呼びがＭ１６，Ｍ２０，Ｍ２２のナットに対しては、測定値の上限値を１１０μｍとし、Ｍ２４、Ｍ３０のナットに対しては、上限値を１２０μｍに設定する。

そして、上限値を超える測定値を除去した残りの有効測定値に対して、実態に合わせた測定値とするために、ナットのねじの呼び（Ｍ）の大きさ、及び、ナットの解体の有無によって補正処理を行う（工程Ｓ３）。
即ち、ナットのメッキ膜厚測定においては、ナットの端や角の影響で磁束の分布が不均一になり、メッキ膜厚が厚めに計測されることから、測定値を図５に示す補正式により補正する。ここで、ナットの側面を測定する場合において、ナットを解体した場合とナットが装着されている状態とでは、ナットを解体する際に側面のメッキが幾分削られ又は均されるので、装着状態でのメッキ膜厚は解体したナットのメッキ膜厚よりも厚くなるように補正され、また、ナットの側面は暴露されて腐食が大きい状態にあるため、被暴露面であるナット下面よりもメッキ膜厚が厚くなるように補正される。

次に、上述した下地処理、選別処理、及び補正処理を経て得られた有効測定値を平均化する平均化処理を行う（工程Ｓ４）。上述した下地処理は、メッキ腐食面の先鋭部の丸め効果や付着物の除去は可能となるが、測定面の平滑化には至らず、また、１回の測定値がその部位の平均的な状態を表しているとは限らないため、上述の補正された有効測定値の平均を算出し、測定部位の平均有効メッキ膜厚を求める。

したがって、上述したナットのメッキ膜厚の測定方法においては、下地処理工程により、図６に示されるように、ナットの測定面（側面３ａ）に付着している酸化生成物・水垢・花粉等の付着物５が除去されると共に、メッキの腐食面の鋸歯の頂部が丸められるので、メッキ腐食面の均し効果がある程度得られ、電磁膜厚計６のプローブ６ａを測定面の測定部位にあてて測定する場合に、付着物や腐食面の突出部の影響を低減することが可能となる。
そして、このような下地処理の後に、測定面（側面３ａの中央部）が複数回測定され、測定ミスによる所定の上限値を超える測定値が除去されるので、平均値が押し上げられる不都合が回避される。

また、測定値の補正工程により、測定ミスによる測定値が除去された有効測定値がナットのねじの呼び（Ｍ）の大きさ、及び、ナットの解体の有無によって補正され、測定値と実態とのずれが補正されるので、磁束分布が不均一になる誤差を修正することが可能となり、さらに、複数回の補正された有効測定値の平均値を用いるので、測定面の平均的な状態（平均有効メッキ膜厚）を得ることが可能となる。

このため、測定により把握されたナットの残存メッキ量（メッキ膜厚）と実態とのずれとをなくして、塗装作業の平準化を図る上で適切な塗装計画を策定することが可能となる。
即ち、上述して得られた平均有効メッキ膜厚に基づき、各測定点毎のメッキ減耗量を算出し、測定部位毎の減耗量の最大値から最大劣化速度を算出し、また、測定部位毎の減耗量の平均値から平均劣化速度を算出し、平均劣化速度による寿命を、その鉄塔全体の平均的な状態を表しているとみなして塗装期限とし、塗装工事の平準化を図る上で実施期間の幅が必要となることから、最大劣化速度による寿命を塗装開始時期の目安とする。

尚、上述の構成においては、上限値未満の複数の測定値に対して、補正を行った上で平均値を算出するようにしたが、上限値未満の測定値（有効測定値）に対して、平均化処理を先に行い（工程Ｓ３’)、その上で平均値を補正するようにしてもよい（工程Ｓ４’)。

３ ナット
３ａ 側面
３ｂ 底面
Ｍ ねじの呼び

Claims (4)

1. 建造物のメッキ膜厚を測定する建造物メッキ膜厚測定方法にあって、
   前記建造物に使用されるナットの測定面を研磨する下地処理工程と、
   前記ナットの測定面の所定部位に対して電磁膜厚計により所定回数の膜厚測定を行い、所定の上限値を超える測定値を除去して有効測定値を選別する有効測定値選別工程と、
   前記有効測定値選別工程で選別された有効測定値をナットのねじの呼び、及び、ナットの解体の有無に応じて補正する測定値補正工程と、
   前記測定値補正行程で補正された有効測定値の平均値を算出する測定値平均化処理工程とを具備することを特徴とする建造物メッキ膜厚測定方法。
2. 前記測定値補正工程と前記測定値平均化処理工程との順序を逆にし、
   前記測定値平均化処理工程を前記有効測定値選別工程で選別された有効測定値に対する平均値を算出するものとし、
   前記測定値補正工程を前記測定値平均化処理工程で算出された平均値をナットのねじの呼び、及び、ナットの解体の有無に応じて補正するものとする
   ことを特徴とする請求項１記載の建造物メッキ膜厚測定方法。
3. 前記ナットの測定面の所定部位は、ナット側面の中央部であることを特徴とする請求項１記載の建造物メッキ膜厚測定方法。
4. 前記有効測定値選別工程は、工場試験値の平均に対して所定の偏差より大きく設定された上限値を超える測定値を除去するものである請求項１記載の建造物メッキ膜厚測定方法。
   
   

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